Bir bisiklet ile Newton'un 3 Yasası - Joshua Manley

Dersin tamamını buradan izleyebilirsiniz: http://ed.ted.com/lessons/joshua-manley-newton-s-3-laws-with-a-bicycle

Neden 4,5 tonluk bir bisikleti hareket ettirmek zor olurdu? Newton'un 3 hareket yasasını gösteren bu basit açıklama, bisikletinizi sürmenize yardımcı olabilir.

Bisikleti sürmeye başlamanın, onu sabit bir hızda sürmekten

daha zor olduğunu fark ettiniz mi?

Ya da bisikletin hareket etmesini sağlayan şeyin ne olduğunu düşündünüz mü?

Ya da neden geriye ya da yana değil de, ileri gittiğini merak ettiniz mi?

Herhalde etmediniz ve bu konuda yalnız değilsiniz.

Bu üç sorunun cevabını

Isaac Newton, hareketin temel yasalarını

17. yy'da tanımladıktan sonra alabildik.

Newton şunu fark etti; cisimler içinde bulundukları durumu

devam ettirmeye meyillidirler. Yani bisikletiniz duruyorsa

durmaya ve gitmeye başladığında

gitmeye devam eder.

Hareket halindeki objeler harekete devam eder

ve hareketsiz olan objeler de hareketsiz kalır.

İşte bu Newton'un Birinci Yasasıdır.

Fizikçiler buna Eylemsizlik Yasası der ve bu, hareket eden objeler

kendiliğinden hızlanmaz, yavaşlamaz, yön değiştirmez demenin süslü bir yoludur.

Bisikletinizi hareket ettirmek için bu eylemsizliğin üstesinden gelmelisiniz.

Şimdi, hareket etmek için eylemsizliğin üstesinden gelmeniz gerektiğini biliyorsunuz,

ama bunu sağlayan şey nedir?

Bunun yanıtı Newton'un İkinci Yasası tarafından açıklanır.

Matematiksel olarak Newton'un İkinci Yasası, kuvvetin

kütle ile ivmenin ürünü olduğunu söyler.

Bir objenin ivme kazanması, ya da hızlanması için,

bir kuvvet uygulanması gerekir.

Ne kadar kuvvet uygularsanız,

o kadar hızlı bir şekilde ivme kazanırsınız. Ve bisikletiniz daha fazla kütleye sahipse

ve siz de daha fazla kütleye sahipseniz,

aynı hızda hareket edebilmek için daha fazla kuvvet uygulamanız gerekir.

İşte bu yüzden 4,5 tonluk bir bisikleti hareket ettirmek çok zor olacaktır.

Pedallerin üzerinde bacaklarınız tarafından uyguladığınız işte bu kuvvet,

Newton'un Eylemsizlik Yasasının üstesinden gelmenizi sağlıyor.

Pedallere ne kadar asılırsanız, kuvvet o kadar artar

ve ivme kazanmanız da hızlanır.

Şimdi son soruya bakalım:

Bisikletiniz hareket ettiğinde

neden ileriye gider?

Newton'un Üçüncü Yasasına göre, her etki için

eşit ve ters bir oranda tepki vardır.

Bunu anlamak için, bir lastik topu yere attığınızda ne olduğunu düşünün.

Top yere vurduğunda,

yere doğru bir kuvvet uygular.

Buna etki denir.

Zemin topu aynı kuvvetle iterek tepki verir,

ama ters bir yönde - yukarıya doğru -

böylece top size geri sekmiş olur.

Top ve zemin etki/tepki ikilisi denilen

şeyi oluşturur. Bisikletinize gelince,

bu birazcık daha karmaşıktır. Bisikletin tekerleri saat yönünde döndüğünde,

tekerlerin yere değen her parçası

zemine karşı geriye doğru bir kuvvet uygular - etki.

Zemin, her bir tekerleği aynı kuvvetle

ileri doğru iter - tepki.

İki bisiklet tekerleğiniz olduğuna göre, her biri zemin ile

bir etki/tepki ikilisini oluşturur. Ve Dünya bisikletine oranla

çok çok büyük olduğundan,

geriye doğru iten tekerleklerin kuvvetinden etkilenmeyecektir -

ama siz ileri doğru itilirsiniz.